Untersuchung der präferentiellen und alternativen Signalwegsaktivierung muskarinischer M₂- und M₄-Rezeptoren mithilfe von molekularen Testsonden

Abstract

Die muskarinischen Acetylcholinrezeptoren gehören zur Superfamilie der 7-Transmembranrezeptoren. Die in der vorliegenden Arbeit betrachteten M₂- und M₄-Rezeptoren weisen eine präferentielle Kopplung an inhibitorische G-Proteine auf. Es steht jedoch die Hypothese im Raum, dass M₂- und M₄-Rezeptoren keine funktionelle Redundanz aufweisen, sondern sich bezüglich ihrer Fähigkeiten zur Aktivierung sekundärer, alternativer Signalwege unterscheiden. <br /> Iperoxo und seine Derivate mit schrittweise verlängertem n-Alkyl-Substituenten wurden als molekulare Testsonden verwendet. Damit sollten die Unterschiede zwischen M₂- und M₄-Rezeptoren bezüglich ihrer präferentiellen Aktivierung inhibitorischer G-Proteine einerseits und einer Aktivierung stimulatorischer G-Proteine als eine ihnen zur Verfügung stehende Alternative untersucht werden. <br /> Die Messung der präferentiellen und alternativen Signalwegsaktivierung erfolge durch [35S]GTPγS-Bindung bzw. Erfassung der intrazellulärer Akkumulation von cAMP in einem rekombinanten Zellsystem. Diese Daten dienten zur Berechnung der Bias-Faktoren ΔΔlog(τ/KA) und βlig, welche auf einer unterschiedlichen Auslegung des Operational Models zur Beschreibung von Agonismus beruhen. <br /> Insgesamt zeigte sich eine höhere Tendenz zu einem Gi-Bias am M₂-Rezeptor bei Iperoxo-Derivaten mit sehr kurzen bzw. mit längerem n-Alkyl-Substituenten, während am M₄-Rezeptor durchgängig kaum Abweichungen im Vergleich zur Referenzsubstanz zu sehen waren. Die beiden Methoden der Bias-Berechnung lieferten übereinstimmende Ergebnisse beim partialagonistischen Verhalten der Testsubstanzen, jedoch zeigten sich Diskrepanzen beim vollagonistischen Verhalten der Derivate in beiden Signalwegen. Es konnte des Weiteren gezeigt werden, dass die Ausprägung des Bias-Faktors von der gewählten Messmethode abhängig sein kann. <br /> In einem ex-vivo Modell wurde die Möglichkeit der alternativen Signalwegsaktivierung in einem physiologischen Kontext am M₄-Rezeptor gezeigt.